BAB IITINJAUAN PUSTAKA2.1. Energi SuryaEnergi yang menggunakan bahan bakar fosil menjadi primadona di abad 18 hingga akhir abad 20. Seiring dengan berkembangnya zaman, maka bahan bakar ini persediaannya mulai menipis dan dampaknya yang sangat buruk bagi lingkuangan. Ketidakseimbangan antara persediaan dan permintaan akan energi fosil inilah yang memicu terjadinya krisis energi. Untuk menyeimbangkan antara persediaan dan permintaan energi dibutuhkanlah energi yang terbarukan dan ramah lingkungan [1].Sumber energi yang berjumlah besar dan bersifat kontinu, terbesar yang tersedia bagi umat manusia adalah energi surya, khususnya energi elektromagnetik yang dipancarkan oleh matahari. Energi surya sangat atraktif karena tidak bersifat polutif, tak dapat habis, dan gratis. Dua kejelekan utama dari energi surya ini ialah, bahwa ia sangat halus (dilute) dan tidak konstan. Arus energi surya yang rendah mengakibatkan terpaksa dipakainya sistem dan kolektor yang luas permukaannya besar untuk mengumpul dan mengkonsentrasikan energi itu. Di samping sistem koleksi ini berharga mahal, masalah besar lainnya yang mungkin timbul ialah kenyataan bahwa sistem-sistem di bumi tidak dapat diharapkan akan menerima persediaan yang terus-menerus dari energi surya ini. Ini berarti bahwa diperlukan pula semacam sistem penyimpanan energi atau sistem konversi lain diperlukan untuk menyimpan energi pada malam hari serta pada waktu cuaca mendung yang panjang. Sistem penyimpanan ini atau sistem konversi alternatif jelas menambah mahalnya unit surya ini secara keseluruhan.Energi surya dapat dikonversi secara langsung menjadi bentuk energi lain dengan tiga proses terpisah-proses heliochemical, proses helioelectrical, dan proses heliothermal. Reaksi heliochemical yang utama adalah proses fotosintesis. Proses ini adalah sumber dari semua bahan bakar fossil. Proses helioelectrical yang utama adalah produksi listrik oleh sel-fotovoltaik. Proses heliothermal adalah penyerapan (absorpsi) radiasi matahari dan pengkonversian energi ini menjadi energi termal. Jumlah radiasi matahari pada suatu permukaan disebut sebagai isolasi surya. Isolasi surya total pada suatu permukaan tertentu terdiri dari sebuah komponen langsung [sinar(beam)] dan sebuah komponen difusi [tersebar ( scattered)] begitu juga pancaran radiasi dengan panjang gelombang yang pendek dari permukaan lain yang sama-sama berada dibumi. Isolasi langsung pada sebuah permukaan yang tegak lurus terhadap sinar matahari tergantung pada waktu dari tahun, waktu dari hari, dan garis lintang permukaan itu begitu juga kondisi atmosfir [2].2.2. Fotovoltaik2.2.1. Sejarah FotovoltaikPada sekitar akhir abad 19, aliran listrik surya diketemukan oleh ahli fisika Jerman bernama Alexandre Edmond Becquerel secara kebetulan dimana berkas sinar matahari jatuh pada larutan elektro kimia bahan penelitian, sehingga muatan elektron pada larutan meningkat. Pada awal abad 20, Albert Einstein menamakan penemuan ini dengan Photoelectric Effect, yang kemudian menjadi pengertian dasar pada Photovoltaic Effect, dimana selempeng metal melepaskan Photon partikel energi cahaya ketika terkena sinar matahari.Gelombang cahaya sinar lembayung (ultraviolet) adalah sinar yang bermuatan energi Foton tinggi dan panjang gelombangnya pendek, sedangkan sinar merah (infra-red) adalah sinar yang bermuatan energi Foton rendah dan dalam bentuk gelombang panjang. Sekitar tahun 1930, ditemukan konsep Quantum Mechanics untuk menciptakan teknologi baru solid-state, dimana perusahaan Bell Telephone Research Laboratories menciptakan Fotovoltaik padat yang pertama. Tahun 1950 - 1960, teknologi disain dan efisiensi Fotovoltaik terus berlanjut dan diaplikasikan ke pesawat ruang angkasa (photovoltaic energies). Tahun 1970-an, dunia menggalakkan sumber energi alternatif yang terbarukan dan ramah lingkungan, maka PV mulai diaplikasikan ke low power warning systems dan offshore buoys (tetapi produksi PV tidak dapat banyak karena masih handmade). Baru pada tahun 1980 an, perusahaan-perusahaan PV bergabung dengan instansi energi pemerintah agar dapat lebih memproduksi PV sel dalam jumlah besar, sehingga harga sel-surya dapat serendah mungkin [3].Sejarah perkembangan fotovoltaik di Indonesia sudah dimulai sejak 1987 pada awal itu, BPPT dimulai dengan pemasangan 80 unit fotovoltaik (Solar Home System, system pembangkit listrik, tenaga tata surya untuk lampu penerang rumah) di desa sukatani jawa barat. Setelah itu pada tahun 1991 dilanjutkan dengan proyek bantuan presiden (banpres listrik tenaga surya masuk desa) untuk pemasangan 13445 unit SHS di 15 propinsi. Program banpres listrik tenaga surya masuk desa juga telah memperoleh sambutan sangat menggembirakan dari masyarakat perdesaan dan telah terbukti dapat berjalan dengan baik akan dijadikan model guna implementasi program listrik tenaga surya untuk sejuta rumah [4].2.2.2. Prinsip KerjaSecara sederhana fotovoltaik terdiri dari persambungan bahan semikonduktor bertipe p dan n (p-n junction semiconductor) yang jika tertimpa sinar matahari maka akan terjadi aliran electron, aliran electron inilah yang disebut sebagai aliran arus listrik. Sedangkan struktur dari fotovoltaik adalah seperti ditunjukkan dalam gambar 2.2 di bawah:Gambar 2.2. Struktur lapisan tipis fotovoltaik secara umum [5]Bagian utama perubah energi sinar matahari menjadi listrik adalah absorber (penyerap), meskipun demikian, masing-masing lapisan juga sangat berpengaruh terhadap efisiensi dari fotovoltaik. Sinar matahari terdiri dari bermacam-macam jenis gelombang elektromagnetik yang secara spektrum dapat dilihat pada gambar 2.3. Oleh karena itu absorber disini diharapkan dapat menyerap sebanyak mungkin solar radiation yang berasal dari cahaya matahari.Gambar 2.3.Spektrum radiasi sinar matahari [5]Lebih detail lagi bisa dijelaskan sinar matahari yang terdiri dari photon-photon, jika menimpa permukaaan bahan fotovoltaik (absorber), akan diserap, dipantulkan atau dilewatkan begitu saja (lihat Gambar 2.4), dan hanya foton dengan level energi tertentu yang akan membebaskan elektron dari ikatan atomnya, sehingga mengalirlah arus listrik. Level energi tersebut disebut energi band-gap yang didefinisikan sebagai sejumlah energi yang dibutuhkan utk mengeluarkan elektron dari ikatan kovalennya sehingga terjadilah aliran arus listrik. Untuk membebaskan elektron dari ikatan kovalennya, energi foton hc/ harus sedikit lebih besar atau diatas dari pada energi band-gap. Jika energi foton terlalu besar dari pada energi band-gap, maka extra energi tersebut akan dirubah dalam bentuk panas pada fotovoltaik. Karenanya sangatlah penting pada fotovoltaik untuk mengatur bahan yang dipergunakan, yaitu dengan memodifikasi struktur molekul dari semikonduktor yang dipergunakan.

Gambar 2.4. Radiative transition of fotovoltaik [5] Tentu saja agar efisiensi dari fotovoltaik bisa tinggi maka foton yang berasal dari sinar matahari harus bisa diserap yang sebanyak banyaknya, kemudian memperkecil refleksi dan remombinasi serta memperbesar konduktivitas dari bahannya.

Gambar 2.5. Bagian Dalam dari Photovoltaic [5] Untuk bisa membuat agar foton yang diserap dapat sebanyak banyaknya, maka absorber harus memiliki energi band-gap dengan range yang lebar, sehingga memungkinkan untuk bisa menyerap sinar matahari yang mempunyai energi sangat bermacam-macam tersebut. Salah satu bahan yang sedang banyak diteliti adalah CuInSe2 yang dikenal merupakan salah satu dari direct semikonductor[5].2.2.3. Karakteristik FotovoltaikFotovoltaik menghasilkan arus, dan arus ini beragam tergantung pada tegangan fotovoltaik. Karakteristik tegangan-arus biasanya menunjukkan hubungan tersebut. Ketika tegangan fotovoltaik sama dengan nol atau digambarkan sebagai fotovoltaik hubung pendek, arus rangkaian pendek atau ISC (short circuit current), yang sebanding dengan irradiansi terhadap fotovoltaik dapat diukur. Nilai ISC naik dengan meningkatnya temperatur, meskipun temperatur standar yang tercatat untuk arus rangkaian pendek adalah 250C. Jika arus fotovoltaik sama dengan nol, fotovoltaik tersebut digambarkan sebagai rangkaian terbuka. Tegangan fotovoltaik kemudian menjadi tegangan rangkaian terbuka, Voc (open circuit voltage). Ketergantungan Voc terhadap iradiansi bersifat logaritmis, dan penurunan yang lebih cepat disertai peningkatan temperatur melebihi kecepatan kenaikan Isc. Oleh karena itu, daya maksimum fotovoltaik dan efisiensi fotovoltaik menurun dengan peningkatan temperatur [6].Fotovoltaik pada keadaan tanpa penyinaran, mirip seperti keadaan penyearah setengah gelombang dioda. Ketika fotovoltaik mendapat sinar akan mengalir arus konstan yang arahnya berlawanan dengan arus dioda seperti pada Gambar 2.6 di bawah ini:

Gambar 2.6 Karakteristik Suatu Fotovoltaik dan Dioda [7].Dari Gambar 2.6 dapat dilihat bahwa grafik fotovoltaik tidak tergantung dari sifat sifat dioda. Jika diselidiki pada kuadran IV akan ditemukan tiga titik penting, yaitu : Tegangan beban nol U0diukur tanpa beban tanpa dipengaruhi penyinaran. Arus hubungsingkat IKdiukur saat sel hubung singkat dan disini arus hubungsingkat berbanding lurus dengan kuat penyinaran. Titik daya maksimum (Maximum Power Point= MPP) dari fotovoltaik didapatkan dari hasil arus dan tegangan yang dibuat pada setiap titik.Dalam hal U0dan IKmaksimum, daya yang dihasilkan oleh suatu fotovoltaik sama dengan nol. Pada suatu titik tertentu daya fotovoltaik mencapai titik maksimum dan titik ini disebut dengan titik MPP (Maximum Power Point), yang pada prakteknya selalu diusahakan agar pemakaian berpatokan dari titik MPP ini. Keadaan ini dapat dilihat pada Gambar 2.6 [7].

Gambar 2.7. Kurva Karakteristik Arus dan Daya Fotovoltaik [8]Berdasarkan kurva pada gambar 2.7. terdapat 5 parameter yang penting yakni Isc, Voc, Imp, Vmp, dan Pmp. Isc merupakan arus maksimal yang dapat dihasilkan oleh modul fotovoltaik. Cara untuk mendapatkan nilai Isc yaitu dengan cara menge-short-kan kutub positif dengan kutub negatif pada PV module, kemudian nilai Isc dibaca pada multimeter sebagai pembaca arus sehingga didapatkan nilai pengukuran arus maksimum pada fotovoltaik.Voc adalah tegangan yang dibaca pada saat arus tidak mengalir atau dengan kata lain tegangan maksimum fotovoltaik yang terjadi ketika arus hubung singkat sama dengan nol. Cara untuk mencapai tegangan hubung buka (Voc) yaitu dengan cara menghubungkan kutub positif dan kutub negatif PV module pada multimeter maka akan terlihat pembacaan nilai tegangan hubung buka fotovoltaik pada multimeter [11].Imp adalah arus dimana daya bernilai maksimum sedangkan Vmp adalah tegangan dimana daya bernilai maksimum. Maximum Power Point (Vmp & Imp) adalah titik operasi dimana nilai keluaran maksimum yang dihasilkan oleh fotovoltaik saat kondisi operasional. Keluaran berkurang seiring penurunan tegangan. Ketika kurva melewati titik maximum power point, arus dan daya keluaran fotovoltaik akan mengalami penurunan seiring peningkatan tegangan.2.2.4 Sel, Modul dan ArrayFotovoltaik (seperti Gambar 2.8) adalah dasar pembangun dari sistem energi photovoltaic. Secara khusus fotovoltaik berukuran hanya beberapa inci persegi. Untuk mendapatkan tenaga yang besar, beberapa buah fotovoltaik dihubungkan secara seri dan pararel dalam sebuah modul dengan ukuran beberapa meter persegi. Array atau panel digambarkan sebagai sebuah group dari beberapa modul yang secara elektrik terhubung dalam kombinasi seri-pararel untuk menghasilkan arus dan tegangan yang di butuhkan [9].

Gambar 2.8 Sel, Modul dan Array [9].2.2.5. Jenis Jenis FotovoltaikHingga saat ini terdapat beberapa teknologi pembuatan fotovoltaik yang berhasil dikembangkan oleh para peneliti untuk mendapatkan fotovoltaik yang memiliki efisiensi yang tinggi yang murah dan mudah dalam pembuatannya.1. Generasi pertamaTeknologi pertama yang berhasil dikembangkan oleh para peneliti adalah teknologi yang menggunakan bahan silikon kristal tunggal. Teknologi ini dalam mampu menghasilkan fotovoltaik dengan efisiensi yang sangat tinggi. Masalah terbesar yang dihadapi dalam pengembangan silikon kristal tunggal ini adalah bahwa untuk dapat diproduksi secara komersial fotovoltaik ini harganya sangat mahal sehingga membuatnya menjadi tidak efisien sebagai sumber energi alternatif.Teknologi yang kedua adalah dengan menggunakan wafer silikon poli kristal. Saat ini, hampir sebagian besar fotovoltaik yang beredar di pasar komersial berasal dari screen printing jenis silikon poli kristal ini. Wafer silikon poli kristal dibuat dengan teknologi casting berupa balok silikon dan dipotong-potong dengan metode wire-sawing menjadi kepingan (wafer), denagn ketebalan sekitar 250350 micrometer. Dengan teknologi ini bisa diperoleh fotovoltaik lebih murah meskipun tingkat efisiensinya lebih rendah jika dibandingkan dengan silikon kristal tunggal. Kedua jenis fotovoltaik di dikenal sabagai fotovoltaik generasi pertama.

2. Generasi keduaGenerasi kedua adalah fotovoltaik yang dibuat dengan teknologi lapisan tipis (thin film). Teknologi pembuatan fotovoltaik dengan lapisan tipis ini dimaksudkan untuk mengurangi biaya pembuatan fotovoltaik mengingat teknologi ini hanya menggunakan kurang dari 1% dari bahan baku silikon jika dibandingkan dengan bahan baku untuk tipe silikon wafer.Metode yang paling sering dipakai dalam pembuatan silikon jenis lapisan tipis ini adalah dengan Plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) dari gas silane dan hidrogen. Lapisan yang dibuat dengan metode ini menghasilkan silikon yang tidak memiliki arah orientasi kristal atau yang dikenal sebagai amorphous silikon (non kristal).Selain menggunakan material dari silikon, fotovoltaik lapisan tipis juga dibuat dari bahan semikonduktor lainnya yang memiliki efisiensi fotovoltaik tinggi seperti Cadmium Telluride (Cd Te) dan Copper Indium Gallium Selenide (CIGS).Efisiensi tertinggi saat ini yang bisa dihasilkan oleh jenis fotovoltaik lapisan tipis ini adalah sebesar 19,5% yang berasal dari fotovoltaik CIGS. Keunggulan lainnya dengan menggunakan tipe lapisan tipis adalah semikonduktor sebagai lapisan fotovoltaik bisa dideposisi pada substrat yang lentur sehingga menghasilkan divais fotovoltaik yang fleksibel. Persoalannya adalah material ini belum dapat diterima dengan baik karena mengandung unsur cadmium. Bila rumah yang atapnya dipasang fotovoltaik CdTe terbakar, unsur cadmium ini akan menimbulkan polusi yang membahayakan.3. Generasi ketigaPenelitian agar harga fotovoltaik menjadi lebih murah selanjutnya memunculkan teknologi generasi ketiga yaitu teknologi pembuatan fotovoltaik dari bahan polimer atau disebut juga dengan fotovoltaik organik dan fotovoltaik foto elektrokimia. Fotovoltaik organik dibuat dari bahan semikonduktor organik seperti polyphenylene vinylene dan fullerene. Pada fotovoltaik generasi ketiga ini foton yang datang tidak harus menghasilkan pasangan muatan seperti halnya pada teknologi sebelumnya melainkan membangkitkan exciton. Exciton inilah yang kemudian berdifusi pada dua permukaan bahan konduktor (yang biasanya di rekatkan dengan organik semikonduktor berada di antara dua keping konduktor) untuk menghasilkan pasangan muatan dan akhirnya menghasilkan efek arus foto (photocurrent). Sedangkan fotovoltaik photokimia merupakan jenis fotovoltaik exciton yang terdiri dari sebuah lapisan partikel nano (biasanya titanium dioksida) yang di endapkan dalam sebuah perendam (dye). Teknologi ini pertama kali diperkenalkan oleh Profesor Graetzel pada tahun 1991 sehingga jenis fotovoltaik ini sering juga disebut dengan Graetzel sel atau dye-sensitized fotovoltaik (DSSC).Graetzel sel ini dilengkapi dengan pasangan redoks yang diletakkan dalam sebuah elektrolit (bisa berupa padat atau cairan). Komposisi penyusun fotovoltaik seperti ini memungkinkan bahan baku pembuat Graetzel sel lebih fleksibel dan bisa dibuat dengan metode yang sangat sederhana seperti screen printing. Meskipun fotovoltaik generasi ketiga ini masih memiliki masalah besar dalam hal efisiensi dan usia aktif sel yang masih terlalu singkat, fotovoltaik jenis ini akan mampu memberi pengaruh besar dalam sepuluh tahun ke depan mengingat harga dan proses pembuatannya yang akan sangat murah [10].Dari ketiga generasi fotovoltaik yang telah dipaparkan diatas, untuk saat ini fotovoltaik berteknologi CIGS memiliki keunggulan tersendiri. Berikut perbandingan teknologi CIGS terhadap beberapa jenis fotovoltaik lainnya:

Gambar 2.9 Perbandingan beberapa teknologi fotovoltaik [12].Fotovoltaik jenis ini umumnya memiliki efisiensi sebesar 20%, walaupun secara teoritis dapat memiliki efisiensi sebesar 30%. Keuntungan penggunaan CIGS untuk fotovoltaik adalah harga yang lebih murah dibandingkan dengan fotovoltaik dengan bahan baku silikon. Hal ini disebabkan penggunaan lebih sedikit material dan biaya pabrikasi yang berujung pada biaya manufaktur yang lebih rendah. Selain itu, CIGS memiliki band-gap material langsung yang dapat menyerap sebagian besar cahaya matahari walaupun ketebalan lapisan CIGS-nya hanya 1-2 mikrometer. Film tipis berteknologi CIGS juga fleksibel, berbeda dengan silicon wafer yang rigid, sehingga dapat diletakkan pada permukaan-permukaan yang tidak datar. Dengan kata lain, teknologi CIGS memiliki harga yang lebih murah untuk diproduksi dibandingkan teknologi silikon, dan memiliki efisiensi lebih tinggi dibanding teknologi fotovoltaik organik [11].2.2.6. Efek Perubahan Intensitas Cahaya MatahariApabila jumlah energi cahaya matahari yang diperoleh fotovoltaik (photovoltaic) berkurang atau intensitas cahayanya melemah, maka besar tegangan dan arus listrik yang dihasilkan juga akan menurun. Penurunan tegangan relatif lebih kecil dibandingkan penurunan arus listriknya.

Gambar 2.10. Karakteristik perubahan intensitas matahari pada fotovoltaik [13].Gambar 2.10. memperlihatkan perubahan arus dan tegangan dari fotovoltaik (photovoltaic) apabila intensitas cahaya matahari yang diperoleh berubah-ubah nilainya [13].2.2.7. Pengaruh Bayangan dan Jenisnya Idealnya, modul surya dipasang pada lokasi yang bebas dari bayangan. Namun, sistem ini biasanya ditemukan di daerah perkotaan dan pinggiran kota dan dipasang pada atap, di mana keberadaan bayangan kadang-kadang tak dapat dihindari. Bayangan dapat mengurangi daya keluaran dari modul surya secara signifikan dan idealnya harus dihindari. Olehnya itu, hal ini dibahas secara mendalam, terutama pada pembahasan tentang sistem grid-connected (modul surya untuk sistem stand-alone biasanya terletak di daerah pedesaan dan biasanya terletak pada tanah yang tersedia cukup luas di sekitar bangunan, sehingga dapat terhindar dari bayangan).Permasalahan bayangan memiliki efek yang lebih besar pada keluaran modul surya dibanding panas matahari. Hasil operasi yang diperoleh dari German 1000 Roofs programme menunjukkan bahwa partial shading disebabkan oleh keadaan lokasi, diamati dari sekitar setengah dari keseluruhan sistem. Pada sebagian besar sistem ini , keberadaan bayangan menyebabkan penurunan hasil tahunan antara 5 hingga 10 persen. Bayangan dapat diklasifikasikan sebagai bayangan sementara, bayangan yang dihasilkan dari lokasi , bangunan atau yang disebabkan oleh sistem itu sendiri (self - shading) [14].1. Bayangan SementaraBayangan sementara secara umum meliputi beberapa faktor seperti salju, daun, kotoran burung dan kotoran lain. Salju adalah faktor yang signifikan, terutama di daerah pegunungan es. Debu dan asap polutan di daerah industri atau daun jatuh di kawasan hutan juga faktor yang signifikan. Salju, asap polutan dan daun tergolong sebagai penyebab bayangan pada modul surya. Efek ini akan berkurang jika modul surya dapat bersih dengan sendirinya (yaitu jika hanyut oleh aliran air hujan) . Sudut kemiringan 12 atau lebih biasanya cukup untuk mencapai hal ini . Sudut kemiringan yang lebih besar meningkatkan kecepatan aliran air hujan dan karenanya membantu untuk menghilangkan partikel kotoran. Bayangan jenis ini dapat dikurangi dengan meningkatkan kemiringan modul. Pembersihan sendiri yang baik memiliki peran penting bagi modul. Salju di atas modul meleleh lebih cepat dari salju di sekitarnya, sehingga secara umum bayangan hanya terjadi pada beberapa hari.

Gambar 2.11.a Bayangan sementara akibat kotoran hewan [15]. Gambar 2.11.b Bayangan sementara akibat salju [16].2. Bayangan yang Diakibatkan Oleh LokasiBayangan Yang Diakibatkan Oleh Lokasi mencakup semua bayangan yang dihasilkan dari bangunan di sekitarnya. Bangunan yang dekat, pohon dan bahkan gedung-gedung jauh yang tinggi dapat menaungi modul, atau setidaknya menghasilkan bayangan horizontal. Harus diperhitungkan bahwa, karena pertumbuhan pohon dan semak-semak , vegetasi mungkin telah menaungi modul hanya setelah beberapa tahun . Kabel di atas bangunan juga berakibat negatif , meskipun kecil tapi merupakan bayangan bergerak yang.memiliki efek signifikan.

Gambar 2.12 Bayangan disebabkan oleh pohon [17].3. Bayangan yang Dihasilkan Dari BangunanBayangan yang dihasilkan dari bangunan melibatkan bayangan langsung, yang karenanya harus sangat diperhatikan. Perhatian khusus harus diberikan pada cerobong asap , antena , konduktor petir , parabola, tonjolan pada atap dan bagian depan gedung, struktur offset bangunan, superstruktur atap, dll. Beberapa bayangan dapat dihindari dengan memindahkan modul atau benda yang menyebabkan bayangan (misalnya antena) . Jika hal ini tidak mungkin , dampak bayangan dapat diminimalkan dengan memperhitungkan hal tersebut dalam memilih konfigurasi pengabelan sel-sel dan modul kabel serta dalam konsep sistem.

Gambar 2.13 Contoh bayangan yang disebabkan oleh bangunan [18].

4. Bayangan disebabkan oleh sistem itu sendiriDengan sistem rack- mount , bayangan pada modul dapat disebabkan oleh deretan modul di depan. Persyaratan ruang dan kerugian akibat bayangan dapat diminimalkan melalui optimalisasi sudut kemiringan dan jarak antara baris modul. Sebuah sistem perancangan yang buruk juga dapat menyebabkan bayangan kecil pada pemasangan di atap yang miring.

Gambar 2.14 Bayangan disebabkan oleh modul surya yang lain [19].5. Bayangan LangsungBayangan langsung secara khusus dapat menyebabkan kerugian energi yang tinggi . Semakin dekat benda penghasil bayangan , semakin gelap pula bayangan yang mencapai modul terkena inti bayangan (umbra) dan semakin sedikit cahaya menyebar yang mencapai modul . Dengan demikian , bayangan inti yang dihasilkan oleh benda yang dekat mengurangi energi pada sel sekitar 60 persen menjadi 80 persen , sementara partial shading (bayangan sebagian) hanya dapat mengakibatkan pengurangan setengahnya. Semakin besar jarak ke benda penghasil bayangan, semakin terang pula bayangan itu dan kerugian lebih sedikit [14].

Gambar 2.15 Bayangan langsung pada fotovoltaik [20].2.2.8. Efek Perubahan Temperatur pada FotovoltaikTemperatur juga mempengaruhi kinerja sel dan efisiensi fotovoltaik. Jika fotovoltaik berada pada kondisi dingin maka akan menghasilkan daya yang lebih besar. Karakteristik perubahan temperatur pada fotovoltaik diperlihatkan pada gambar berikut:

Gambar 2.17. Karakteristik perubahan temperatur pada fotovoltaikPada umumnya ketika penyinaran pada sel adalah 1 kW/m2 temperatur sel kira-kira 300C lebih tinggi dari udara sekitar. Makin besar temperatur fotovoltaik maka tegangan berkurang sekitar 0,0023 Volt/0C untuk teknologi kristal silikon atau sekitar 0,0028 Volt/0C untuk teknologi film tipis (thin film). Daya listrik juga mengalami penurunan sampai 0,5%/0C untuk teknologi kristal silikon atau sekitar 0,3%/0C untuk teknologi film tipis (thin film). 2.2.9. Pengaruh Hambatan Dalam Terhadap Karakteristik FotovoltaikPada rangkaian ekivalen fotovoltaik terdapat dua jenis hambatan dalam yaitu hambatan seri (Rs) dan hambatan paralel (Rp). Pengaruh hambatan seri dan paralel dapat dilihat pada kurva dibawah:Gambar 2.12.b Pengaruh hambatan paralel terhadap perubahan kurva I-V [22]. Hambatan seri (Rs) pada fotovoltaik CIGS merupakan penjumlahan dari RZnO:Al (resistansi pada lapisan ZnO:Al), RMo (resistansi pada lapisan Mo), Rd (resistansi diskrit), Rc (resistansi tambahan pada kontak ZnO:Al / Mo). Sedangkan resistansi paralel diwakili oleh Rsh (resistansi shunt) yang merupakan tahanan dalam bahan CIGS. Hambatan seri (Rs) pada kurva I-V mengakibatkan penurunan bentuk kurva pada tegangan hampir konstan, sedangkan hambatan paralel (Rp) mengakibatkan penurunan bentuk kurva saat arus hampir konstan. 2.3 Matlab2.3.1. Pengertian MatlabMatlab adalah bahasa pemrograman dengan kemampuan tinggi dalam bidang komputasi. Matlab memiliki kemampuan mengintegrasikan komputasi, visualisasi, dan pemrograman. Oleh karenanya, matlab banyak digunakan dalam bidang risetriset yang memerlukan komputasi numerik yang kompleks. Penggunaan Matlab meliputi bidangbidang: Matematika dan Komputasi Pembentukan Algoritma Akusisi Data Pemodelan, simulasi, dan pembuatan prototype Analisa data, explorasi, dan visualisasi Grafik Keilmuan dan bidang Rekayasa Matlab merupakan kepanjangan dari Matrix Laboratory. Sesuai dengan namanya, struktur data yang terdapat dalam Matlab menggunakan matriks atau array berdimensi dua (double). Oleh karenanya penguasaan teori matriks mutlak diperlukan bagi pengguna pemula Matlab agar mudah dalam mempelajari dan memahami operasioperasi yang ada di Matlab [23].28